近日，中國熱科院生物所在香蕉花納米碳點減控食品中有害物質(zhì)領域取得新進展，研究團隊采用水熱法，以香蕉花為碳前驅(qū)體制備出碳點，成功制備出納米級碳點材料，該材料在抑制烘焙食品中晚期糖基化終產(chǎn)物（AGEs）方面發(fā)揮重要作用，顯著降低了海綿蛋糕中AGEs的生成。團隊還通過多級動力學模型揭示了抑制機制，研究成果為香蕉果實副產(chǎn)物的資源高值化利用和提高食品安全方面提供了新方向。
烘焙食品在高溫加工過程中，糖類與蛋白質(zhì)經(jīng)美拉德反應產(chǎn)生的AGEs，已被證實與糖尿病、腎衰竭等慢性疾病密切相關。傳統(tǒng)植物多酚抑制劑因熱穩(wěn)定性差等問題應用受限，而新型納米材料碳點（CDs）憑借優(yōu)異的水溶性和熱穩(wěn)定性，展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。盡管 CDs 對 AGEs 的抑制作用已確定，但它們對熱加工食品中 AGEs 的減控效果仍未得到進一步探索。AGEs 的形成涉及各種中間體，CDs 抑制不同產(chǎn)物形成的機制也尚不清楚。
為攻克上述難題，研究團隊采用香蕉果實的副產(chǎn)物香蕉花為碳前驅(qū)體制備出香蕉花碳點（BB-CDs），用以抑制化學模型和烘焙食品中的AGEs，并通過多級動力學模型探究抑制機制。研究結(jié)果顯示，采用一步水熱法制備的BB-CDs表現(xiàn)出近乎球形的形態(tài)，單體尺寸為2.06 nm，具有無定形結(jié)構(gòu)，表面富含親水和反應性官能團，同時具有優(yōu)異的發(fā)光性能。BB-CDs顯著抑制了化學模型和海綿蛋糕中AGEs的生成。在2.5 g/100 mL的添加量水平下，化學模型中不同類別的AGEs抑制率達到79.72%~98.44%。該研究首次通過多級動力學模型揭示，BB-CDs通過阻斷中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化、加速有害物分解的雙重路徑實現(xiàn)AGEs減控。在海綿蛋糕中，BB-CDs有效抑制熒光和非熒光 AGEs生成，減少蛋白質(zhì)氧化，增強蛋糕保水性，使質(zhì)地更柔軟。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)將 BB-CDs 定位為一種很有前途的外源AGEs抑制劑，在提高食品安全方面具有潛在應用。
相關研究成果以“Nano-engineered carbon dots from banana blossoms inhibit advanced glycation end products formation in bakery foods: A mechanistic study through multi-stage kinetic modeling”為題發(fā)表于《LWT - Food Science and Technology》，華中農(nóng)業(yè)大學碩士生程欣和熱科院生物所助理研究員校導為論文共同第一作者，中國熱科院加工所/生物所/熱帶生物育種全國重點實驗室盛占武研究員和博士生王申宛為論文共同通訊作者。研究得到海南省科技人才創(chuàng)新項目、海南省自然科學基金項目和中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費等項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.117619
